砂岩循环加/卸载下能量演化及破坏特征研究

来源：中国安全科学学报杂志2025年第S1期北京时间：

作者：宋永明

单位：内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司, 内蒙古 鄂尔多斯 010303

摘要：为揭示循环荷载过程砂岩的宏-细观结构、力学特性、能量演化特征和破坏形式间的关联性,以粉砂岩与粗砂岩为研究对象,开展细观观测和循环加/卸载试验,分析2种砂岩的细观结构、应力-应变特征、能量演化特征及破坏形式。结果表明:粉砂岩颗粒粒径较粗砂岩更小,结构更致密,微观成分之间接触面积更大,胶结作用更强,其单轴抗压强度较粗砂岩增大22.15%;随着循环次数的增加,粉砂岩的滞回环迁移现象不明显,而粗砂岩的滞回环持续向应变增大的方向迁移;随着峰值应力的提高,粉砂岩的单位体积能呈二次函数趋势上升、单位体积弹性能线性增长,粗砂岩的单位体积能和单位体积弹性能均呈线性增长趋势,粉砂岩与粗砂岩的单位体积耗散能均呈先下降后上升的二次函数增长趋势;粉砂岩的破坏形式为拉伸破坏,破坏后试件的整体性较差,粗砂岩的破坏形式为单斜面剪切破坏,破坏后试件沿剪切破坏面分裂,整体性较好。

关键词：粉砂岩,粗砂岩,滞回环,能量演化,破坏形式